초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 최고 수준의 초고속 테라헤르츠(THz) 강력장 및 심화된 초고속 비선형 분광 기법을 통하여 차세대 물성 연구의 지향점인 넓은 THz 주파수 대역에서의 빛과 물질의 강한 상호작용을 유도하고, 다양한 물질에서의 초고속 비선형(nonlinear-optic) 및 자광(magneto-optic) 특성을 포괄적으로 제어·증대·이해하고자 한다. 나아가, 차세대 초고속 소자로서 응용 가능한 신개념 초고속 비선형/자광 물성 및 구조를 제안하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
초고속 THz 비선형

□ 연구개요
본 연구에서는 최고 수준의 초고속 테라헤르츠(THz) 강력장 및 심화된 초고속 비선형 분광 기법을 통하여 차세대 물성 연구의 지향점인 넓은 THz 주파수 대역에서의 빛과 물질의 강한 상호작용을 유도하고, 다양한 물질에서의 초고속 비선형(nonlinear-optic) 및 자광(magneto-optic) 특성을 포괄적으로 제어·증대·이해하고자 한다. 나아가, 차세대 초고속 소자로서 응용 가능한 신개념 초고속 비선형/자광 물성 및 구조를 제안하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
초고속 THz 비선형 제어 분광 플랫폼 구축, 초고속 THz 비선형 광특성 발현 및 제어, 초고속 THz 강력장 기반 초고속 자기 특성 발현 및 제어·증대를 세부 연구 목표로 설정하였다.
1차년도 : 초고속 고출력 THz 광원 및 심화된 비선형/자기 분광 시스템의 구축 및 업그레이드하였으며, 온도 및 전기/자기장 제어 시스템과의 동기화를 수행하였다. 구축된 시스템을 기반으로 외부조건에 따른 THz 대역 비선형 광특성 변화 관측 및 제어 연구와 새로운 비선형/자기 광학적 특성 분석을 위한 기초연구를 수행하였다.
2차년도 : 외부조건에 따른 THz 대역 비선형 및 자기광학적 특성 분석 및 제어에 대한 심화된 실험을 수행하였다. 광대역에서 이색 시분해 분광 및 자광 측정을 통해 다양한 물질에서의 밴드 내/밴드 간 초고속 캐리어 동역학 연구를 수행하였다. 또한, 초고속 비선형/자기 특성 증대에 관한 이론·실험적 분석을 통하여 최적화된 물질 및 혼합구조체 관련 연구를 수행하였다.
3차년도 : THz 강력장을 통해 밴드 내 자성/전자 구조를 제어하여 초고속 정보 처리 가능성을 제시하였으며 저차원 및 복합구조체를 통한 전자기장과 물질의 비선형/자기광학 상호작용 강화 및 새로운 물성을 규명하였다. 특히, 복합/이종구조체의 계면에서 일어나는 스핀 이동/상전이 유도/밴드 구조 및 캐리어 동역학 변화 등 다양한 계면효과를 관측 및 제어하였다. 나아가 연구결과를 바탕으로 고효율/ 광대역 광원을 성공적으로 구현하였다. 또한, Vis.-to-THz 분광 시스템을 기반으로 THz 대역에 존재하는 전자/스핀/격자의 들뜸을 관측 및 제어하였다.
4차년도 : 앞선 연구결과를 바탕으로 다양한 목적에 따라 디자인된 신물질 및 복합 구조체에서 비선형 캐리어/스핀 동역학 증대 및 광특성을 정밀하게 제어하였다. 나아가 초고속 THz/optical 강력장에 의해 발생되는 결맞는 준입자 관측을 활용한 초고속 스핀 동역학의 비선형성 및 물성을 제어하였다. 최종적으로 초고속 비선형/자기 광학소자로써 관련된 차별화된 물성과 상관관계를 제시하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
세계 최고 수준의 초고속 THz 강력장 기반 분광 플랫폼 및 이에 연동된 온도/전기/자기장 제어 시스템은 초고속 THz 강력장에 의해 유도된 초고속 비선형/자성 특성의 분석, 제어 및 증대에 관한 포괄적인 연구를 가능하게 하며, 관련 분야의 국내 연구 경쟁력 향상과 선도적 위치 선점에 기여할 수 있다. 나아가, 확보된 THz 강력장 기반 최첨단 분광법은 광/전기/자기 소재들의 초고속 물성 및 동역학에 대한 심화된 지식을 제공하며, 차세대 신개념 소재/소자 구현을 통해 효율성, 정밀성 및 내구성을 필요로 하는 기초연구, 광산업, 의학, 통신 및 미래의 신성장 동력산업에 초석을 마련하는데 크게 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구 목표 ... 4
• (2) 연구 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 42
• 끝페이지 ... 52